ІІ етап Всеукраїнської олімпіади з хімії 2018/2019, 10 клас

1. На 10 км шляху легковий автомобіль витрачає 1 л бензину (ρ = 0,8 г/см3). Який об’єм повітря необхідний для спалювання 10 л бензину, якщо вважати, що масова частка н-гептану в бензині становить 10%, а решта 2,2,4-триметилпентан?

Розв’язання.

C7H16 + 11O2 = 7CO2 + 8H2O                     (1)

2C8H18 + 25O2 = 16CO2 + 18H2O               (2)

Знайдемо масу 10 л бензину:

m(бензину) = 10 ∙ 1000 ∙ 0,8 = 8000 г.

н-Гептан – C7H16, 2,2,4-триметилпентан – C8H18.

Знайдемо склад бензину:

m(C7H16) = 8000 ∙ 0,1 = 800 (г);

m(C8H18) = 8000 – 800 = 7200 (г).

Знайдемо об’єм кисню за реакціями (1) та (2):

V1(O2) = 800 ∙ 11 ∙ 22,4 / 100 = 1971,2 (л);

V2(O2) = 7200 ∙ 25 ∙ 22,4 / 228 = 17684,2 (л).

Знайдемо загальний об’єм кисню:

V(O2) = 1971,2 + 17684,2 = 19655,4 (л).

Враховуючи, що об’ємна частка кисню в повітрі 21% знайдемо об’єм повітря:

V(повітря) = 19655,4 / 0,21 ≈ 93597 л ≈ 93,4 м3.

Відповідь: V(повітря) = 93,4 м3.

2. Визначте невідомі речовини і напишіть рівняння реакцій, за якими можна здійснити такі перетворення.

201819102

Масові частки Карбону, Гідрогену, Хлору у речовині D становить відповідно 31,86%, 5,31% та 62,83%. Сполука E реагує з амоніачним розчином аргентум(I) оксиду.

Розв’язання.

Знайдемо речовину D, яка має склад CxHyClz. Нехай m(D) = 100 г, тоді m(C) = 31,86 г, m(H) – 5,31 г, m(Cl) = 62,83 г.

x : y : z = n(C) : n(H) : n(Cl) = 31,86/12 : 5,31/1 : 62,83/35,5 = 2,655 : 5,31 : 1,77 = 1,5 : 3 : 1 = 3 : 6 : 2

Речовина D – C3H6Cl2.

Проаналізувавши схему перетворень можна зробити висновок, що кількість атомів Карбону в речовинах не змінюється. Отже речовниа А – пропан, при хлоруванні якого утворюється хлоропропан B. При дегідрогалогенуванні хлоропропану утворюється пропен C. Аналогічна реакція з дихлоропропаном D призводить до утворення пропіну E, який реагує з Ag2O утворюючи аргентум пропінід F.

1) C3H8 + Cl2 = C3H7Cl + HCl

2) C3H7Cl + KOH = C3H6 + KCl + H2O

3) C3H6 + Cl2 = C3H6Cl2

4) C3H6Cl2 + 2KOH = C3H4 + 2KCl + 2H2O

5) 2C3H4 + Ag2O = 2C3H3Ag↓ + H2O

A – C3H8, пропан;
B – C3H7Cl, хлоропропан (можливі ізомери 1-хлоропропан або 2-хлоропропан);
C – C3H6, пропен;
D – C3H6Cl2, 1,2-дихлоропропан;
E – C3H4, пропін;
F – C3H3Ag, аргентум пропінід.

3. За місяць до початку занять у школі лаборант виготовив водний розчин гідрогенпероксиду з концентрацією 0,3 моль/л і залишив колбу з розчином відкритою. Першого вересня виявилось, що концентрація розчиненої речовини зменшилась удвічі. Розрахуйте середню швидкість реакції розкладу гідрогенпероксиду.

Розв’язання.

2H2O2 = 2H2O + O2

Для реакції розкладу гідрогенпероксиду вираз для середньої швидкості буде мати вигляд:

201819104

C1(H2O2) = 0,3 моль/л;

C2(H2O2) = 0,3/2 = 0,15 моль/л.

Δτ ≈ 30 діб

υ(H2O2) = –(0,15 – 0,3) / 2 ∙ 30 = 0,0025 = 2,5 ∙ 10-3 (моль/л ∙ доба).

4. Яка сіль і якої маси утвориться, якщо карбон(IV) оксид, добутий при спалюванні 11,2 л ацетилену, пропустити через 22,4 мл розчину NaOH з масовою часткою розчиненої речовини 12% (ρ = 1,14 г/см3).

Розв’язання.

2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O                      (1)

CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O                 (2)

CO2 + NaOH = NaHCO3                            (3)

Знайдемо кількість речовини СО2, що виділиться за реакцією (1):

n(CO2) = 11,2 ∙ 4 / 44,8 = 1 (моль).

Знайдемо масу лугу в розчині:

m(NaOH) = 22,4 ∙ 1,14 ∙ 0,12 = 3,0643 (г).

Знайдемо кількість речовини NaOH:

n(NaOH) = 3,064 / 40 = 0,07661 (моль).

Як видно із кількостей речовини CO2 та NaOH вуглекислий газ у великому надлишку. Отже, реакція буде проходити з утворенням кислої солі (3). Масу натрій гідрогенкарбонату рахуємо за лугом:

m(NaHCO3) = 0,0766 ∙ 84 / 1 = 6,435 (г).

Відповідь: m(NaHCO3) = 6,435 (г).

5. Суміш пропану, пропіну та пропену об’ємом 11,2 л може прореагувати з 23,2 г Ag2O (в амоніачному розчині) або приєднати 96 г брому. Визначити об’ємні частки вуглеводнів у суміші.

Розв’язання.

2C3H4 + Ag2O = 2C3H3Ag + H2O               (1)

C3H6 + Br2 = C3H6Br2                                 (2)

C3H4 + 2Br2 = C3H4Br4                               (3)

Знайдемо об’єм пропіну в суміші за реакцією (1):

V(C3H4) = 23,2 ∙ 44,8 / 232 = 4,48 (л).

Знайдемо масу брому, яка прореагує з пропіном за реакцією (3):

m1(Br2) = 4,48 ∙ 320 / 22,4 = 64 (г).

Отже, з пропеном прореагує остача брому:

m2(Br2) = 96 – 64 = 32 (г).

Знайдемо об’єм пропену в суміші за реакцією (2):

V(C3H6) = 32 ∙ 22,4 / 160 = 4,48 (л).

Знаходимо об’ємні частки вуглеводнів у суміші:

φ(C3H4) = 4,48 / 11,2 ∙ 100% = 40%;

φ(C3H6) = 4,48 / 11,2 ∙ 100% = 40%;

φ(C3H8) = 100% – 40% – 40% = 20%.

Відповідь: φ(C3H4) = 40%; φ(C3H6) = 40%; φ(C3H8) = 20%.

Додати коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *